高温环境下，材料选择至关重要。采用 Inconel 718 高温合金制造齿轮，其在 650℃时仍能保持 700MPa 的屈服强度，适用于冶金行业的连铸机驱动减速机。陶瓷材料的应用也日益广泛，氮化硅陶瓷轴承在 800℃高温下的摩擦系数仅为 0.1，且具有自润滑特性。散热设计方面，在太阳能光热发电站的定日镜驱动减速机中，采用环路热管散热技术，可将热量快速传导至散热翅片，使减速机在 50℃环境温度下稳定运行。

低温环境下，材料需具备优异的低温韧性。采用 9% 镍钢制造的齿轮，在 - 196℃液氮环境中，冲击韧性仍可达 100J/cm²，常用于 LNG 船的装卸臂驱动系统。低温润滑油的研发同样关键，道达尔公司的低温润滑脂在 - 40℃时仍保持良好的流动性，锥入度变化率小于 15%。对于极地科考设备的减速机，采用真空隔热层与电加热膜相结合的保温方案，当环境温度降至 - 60℃时，可将内部温度维持在 - 20℃以上。

高真空环境下，材料的放气率成为关键指标。选用 316L 不锈钢和聚醚醚酮（PEEK）材料，其在 10⁻⁶ Pa 真空度下的放气率低于 10⁻⁹ Pa・m³/s，适用于半导体光刻机的真空腔室减速机。润滑方面，采用二硫化钼干膜润滑技术，通过磁控溅射工艺在齿轮表面形成 0.5μm 厚的润滑膜，可满足 10⁻⁸ Pa 高真空环境下 1000 小时无故障运行。密封设计采用金属波纹管密封结构，泄漏率低于 10⁻¹⁰ Pa・m³/s，确保真空系统的稳定性。